环形叉指电极型压电鼓膜驱动器的制备及其性能测试
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

作者简介:

尹伊(1984-),男,河南省许昌市人,博士, 讲师,主要从事光电子材料与器件的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(60578012)和中央高校基本科研业务费(ZYGX2012J059) 资助项目 (1.电子科技大学 光电信息学院,四川 成都 610054; 2.浙江大学 现代光学仪器国家重点 实验室,浙江 杭州 300127)


Preparation and characterization of piezoelectric diaphragm actuator based on r ing-shaped interdigitated electrodes
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    制备了一种基于Pb(Zr52)O3(P ZT52)材料的自适应光学用压电驱动器。驱动器采用鼓膜结构, 其工作区域由主动层—PZT52压电层和被动层—ZrO2/Si复合层两部 分构成。PZT52压电层 采用环形叉值电极(IDT)驱动。采用Si(100)单晶作为衬底,并采用 溶胶-凝胶(Sol-gel) 法在其上制备ZrO2阻挡层和PZT52压电层,其中引入PbTiO3(PT) 种子层有利 于PZT52膜层的(110)择优取向。随后在其上热 蒸镀Al顶电极,并采用光刻方法制备图形,得到的IDT电极最大环形直径为 10.5mm,电极间距为0.05mm,中心非激活区 域直径为2mm。鼓膜结构则通过对Si衬底背部 进行各向异性湿法刻蚀(ODE)得到,保留的支持层厚度为5~10μm, 直径为 12mm。测试结果表明,压电驱动器阵列单元在100kV/cm驱动下,可产生6.5μm左右的形 变量。最后利用有限元分析方法(FEM)拟合了压电驱动器单元的面型,并分析了其形变模式 产生的内部原因。

    Abstract:

    This paper describes the preparation and characterization of unimorph actuators for adaptive optics based on the Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT52) thin film.The actuator utilizes a unimorph membrane (diaphragm) structu re consisting of an active PZT piezoelectric layer and a passive ZrO2/Si composite layer.The PZT layer in the unimorph actuator is dri ven by ring-shaped interdigitated electrodes (IDT-mode). To fabricate the diaphragm structures,the Si (100) wafer is used as substrate,o n which PZT52and ZrO2layer are deposited by a modified sol-gel process.The PZT layer can be crystallized with preferred (110) orientation by using PbTiO3(PT) material as a seed layer.The Al reflective layer is deposited and patterned into top electrode geo met ries by lithographic process,subsequently.The electrode spacing is 50μm and the diameter of the inactive circular regions is 2mm.The diaphragms are released using orientation-dependent wet etching (ODE) with 5-10μm residual silicon layers.The size of the diaphragms is 12mm in diameter and the outer IDT diameter (10.5mm) is fixed at 87.5% of the diaphragm diameter.The measured maximum cent ral deflection at 100kV/cm is approximately 6.5μm.The deflection profiles are also modeled using finite elemen t method (FEM) and their intrinsic strain behaviors are evaluated.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

尹伊,曹贵川,祁康成,叶辉,詹文博.环形叉指电极型压电鼓膜驱动器的制备及其性能测试[J].光电子激光,2013,(2):226~233

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2012-07-29
  • 最后修改日期:2012-09-08
  • 录用日期:
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
文章二维码